经验谈gps测量在水利水电工程测量中的应用

《经验谈gps测量在水利水电工程测量中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、经验谈GPS测量在水利水电工程测量中的应用【】GPS拟合高程在水利水电工程测量中的广泛应运，不但解决了以往常规采用水准测量和电磁波测距高程导线代替水准的三角高程测量方法，而且给现行的常规高程测量带来了极大的方便，大大节约了成本，GPS拟合高程不仅提高了测量的工作效率，而且改变了测量的作业模式和作业流程，使测量工作更加简便快捷，流程自动化。　　【关键词】水利水电；工程测量；GPS测量　　　　1GPS测量拟合高程概述　　1.1原理　　在测量中常用的高程系统有大地高系统、正高系统和正常高系统。　　1.1.1大地高系统　　大地高（H）系统是以参考椭球面为基准面的高程系统，某点的大地

2、高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离（大地高也称为椭球高）。　　1.1.2正高系统　　正高（Ha）系统是以大地水准面为基准面的高程系统，某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离。　　1.1.3正常高　　正常高（Hc）系统以似大地水准面为基准的高程系统，某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离。　　1.1.4高程系统之间的转换关系　　大地水准面到参考椭球面的距离称为大地水准面差距，记为h，大地高与正高之间的关系可以表示为：正高Ha=H-h；大地水准面到参考椭球面的距离为高程异常，记为hb。大地高与正常高之

3、间的关系可以表示为：正常高Hc=H-hb，高程之间的关系可用图1来表示，即利用几何方法，由已知的大地高和正常高建立一定的数学模型，通过计算求出未知点的高程异常值，从而求出待定点的正常高。　　1.2模型及适用情况　　1.2.1平面法　　根据所给的GPS水准点的差值计算整个测区的差值：测区差值=（Σ差值）/n（n为水准点个数）该方法适用于GPS水准点个数较少的情况，但至少要求已知点的个数为1个。　　　　图1大地高与正常高之间的关系图　　1.2.2斜面法　　差值=b0b1dBb2dL，适用于地势平坦，GPS水准点的差值变化不大（小于1m）情况。要求GPS水准点个数不小于3。　　1

4、.2.3曲线法　　差值=b0b1dBb2dB2b3dB3，适合于线型测量，如公路放样等，要求GPS水准点个数不小于4。　　1.2.4附加地形改正的曲面拟合法　　（1）模型：差值=b0b1dBb2dLb3dBdLb4dB2b5dL2b6dh　　（2）附加地形改正：适合于山区地带；不加地形改正：适合于地势起伏不太大的情况（大地高间差值小于200m），要求：GPS水准点个数不小于4，测区为X型。根据所确定的模型利用已知GPS水准点，求得内附和精度，协方差阵，并对所确立的模型进行T检验。模型确立后，可利用GPS水准点的高程来对拟合高程进行外部检验。检验点的个数要求在确保模型计算精度

5、的大前提下选用，即保证计算模型系数的GPS水准点均匀地分布于测区周边和中部。每个检验的点正常高值，利用模型拟合计算的正常高值、模型误差和地形改正值。根据所有检验点的模型误差计算出外附和精度。　　2在工程中的运用　　2.1项目概况　　整个灌区划分为相对独立的4个小灌区，单独设扬水站进行分级扬水灌溉。1号灌区灌溉面积13.03万亩，总扬水高196.5m，管线长度8.03km；2号灌区灌溉面积15.13万亩，总扬水高度195.5m，管线长度5.74km；3号灌区灌溉面积18.72万亩，总扬水高度198.5m，管线长度7.66km；4号灌区灌溉面积11.88万亩，总扬水高度192m

6、，管线长度7.7km。每个小灌区灌溉面积在11.88～18.72万亩之间，各一级泵站的单站装机流量在1.79～2.43m3/s，提水等别为Ⅳ等，泵站、干管等主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。为满足该项目初步勘察、设计需要，需测设支渠线路1∶1000带状地形图及建筑物1∶500地形图。　　2.2测量路线及范围　　测量路线：每个小灌区布设6～8条支渠，每条支渠都是相对独立的，支渠开口在管线上，支渠从管线泵站处分别向两边延伸，每条支渠长度在8～10km之间。测量范围：沿渠线中心线两侧各测100m宽。　　2.3技术策划　　由于该项目为带状测图，线路长，而且又分散，特别给常规高程测

7、量带来很大的工作量和极大的不便。由于GPSX的总体布设是一个X状，所以利用GPS拟合高程的方法来代替高程控制测量。　　2.4方案实施　　2.4.1外业观测。外业观测使用仪器：中海达单频接收机。观测方法：静态测量方法，采用四边形边连接式。观测时间：每时段60min。　　2.4.2数据处理。利用GPS仪器随机软件进行数据下载至计算机内，再将原始观测数据转换为星历及数据的RINEX标准格式文件。基线解算采用随机软件进行，平差计算和高程拟合采用Po（表1、2）。利用曲面拟合法，确定模型及模型系数，计算正常高的模型。　　3经